¿Qué es la diferencia de color ΔE? — Comparación de CIE76, CIE94 y CIEDE2000
ΔE expresa con un solo número la diferencia entre dos colores. Comparamos con fórmulas y ejemplos por qué se quedó corta la fórmula de distancia euclidiana de 1976 y qué corrigieron CIE94 y CIEDE2000.
ΔE (delta E) es un valor que expresa con un solo número cuán distintos se ven dos colores. Lo usan las imprentas al revisar pruebas de color, las tiendas de pintura al ajustar un tono y los fabricantes de pantallas al indicar la calidad de sus paneles. Un 0 significa que son el mismo color y, cuanto mayor es el número, más distintos se ven.
Sin embargo, existen varias fórmulas de ΔE y, para los mismos dos colores, el valor puede cambiar bastante según la fórmula. Si no sabes con qué fórmula se midió, no puedes comparar los números.
Punto de partida: el espacio de color CIELAB
Todas las fórmulas de ΔE se calculan en el espacio de color CIELAB (L*a*b*), definido por la CIE en 1976. L* es la luminosidad (de 0, negro, a 100, blanco), a* es el eje verde (−) a rojo (+) y b* es el eje azul (−) a amarillo (+). Los valores RGB de la pantalla se linealizan deshaciendo la gamma, se convierten a valores triestímulo XYZ y de ahí a Lab.
Lab se diseñó con el objetivo de ser un espacio perceptualmente uniforme, en el que la distancia sea proporcional a la diferencia percibida, pero en la práctica no lo es del todo. La historia de las fórmulas de ΔE es, en esencia, la historia de cómo corregir esa falta de uniformidad.
CIE76 — distancia euclidiana
ΔE*ab = √(ΔL*² + Δa*² + Δb*²)
Es la distancia en línea recta entre dos puntos del espacio Lab. Como es muy sencilla de calcular, todavía se usa mucho. Se cita a menudo el estudio de Mahy et al. (1994), según el cual un ΔE*ab de unos 2.3 corresponde a la diferencia apenas perceptible (JND).
El problema es que la misma distancia no se percibe igual en todas las zonas del color. En los colores muy saturados, aunque el número sea alto, apenas notamos diferencia; en cambio, cerca de los grises poco saturados, hasta un número pequeño salta a la vista. En la zona de los azules, además, la dirección en que gira el tono no coincide con nuestra percepción.
CIE94 — ponderación según el croma
ΔE94 = √((ΔL/kL·SL)² + (ΔC/kC·SC)² + (ΔH/kH·SH)²), SL = 1, SC = 1 + K1·C, SH = 1 + K2·C
Descompone la diferencia en tres componentes —luminosidad (ΔL), croma (ΔC) y tono (ΔH)— y, cuanto mayor es el croma (C), menos peso da a las diferencias de croma y de tono. Para artes gráficas se usan K1 = 0.045 y K2 = 0.015; para textiles, kL = 2, K1 = 0.048 y K2 = 0.014.
Una particularidad es que es asimétrica: como la ponderación usa el croma del color de referencia, el valor de A→B puede diferir un poco del de B→A. Por eso hay que fijar de antemano cuál es la referencia (la muestra patrón).
CIEDE2000 — el estándar actual
Es la fórmula que Luo, Cui y Rigg (2001) elaboraron combinando datos de numerosos experimentos visuales; pasó por la CIE 142-2001 y se normalizó como ISO/CIE 11664-6. Añade lo siguiente a CIE94:
- Ponderación de luminosidad SL: refleja que somos más sensibles a las diferencias de luminosidad cerca de la luminosidad media (L* 50) y menos en los extremos muy claros u oscuros.
- Corrección de a* (factor G): estira el eje a* cerca de los colores acromáticos de bajo croma para corregir las diferencias de tono en torno a los grises.
- Ponderación de tono T: cambia el peso de la diferencia de tono según el ángulo de tono.
- Término de rotación RT: corrige el fenómeno por el que, en la zona de los azules (ángulo de tono en torno a 275°), las diferencias de croma y de tono interactúan entre sí.
La fórmula es larga, pero el resultado es simétrico y está ajustado para que un mismo número corresponda a una diferencia percibida parecida en cualquier familia de color. Eso sí, es delicada de implementar y abundan los errores al promediar los ángulos de tono. Sharma, Wu y Dalal (2005) publicaron notas de implementación junto con 34 pares de datos de prueba, y el motor de cálculo de este sitio está verificado con ellos hasta el cuarto decimal.
Los mismos dos colores, tres números
| Dos colores (Lab) | ΔE76 | ΔE94 | ΔE00 |
|---|---|---|---|
| Gris L50 ↔ L50, a −1, b 2 | 2.24 | 2.24 | 2.37 |
| Alto croma L50, a 2.68, b −79.78 ↔ L50, a 0, b −82.75 | 4.00 | 1.40 | 2.04 |
La segunda fila es un azul muy saturado. CIE76 le asigna un 4.00, pero CIEDE2000 le da 2.04, es decir, una diferencia percibida parecida a la del par de grises. Por esta discrepancia, para comparar la discriminación entre familias de color de forma justa hay que usar CIEDE2000.
¿Qué fórmula conviene usar?
- Si vas a definir un criterio nuevo, CIEDE2000 es la opción segura. Se está convirtiendo en el valor por defecto en impresión, pantallas y gestión del color de marca.
- Si un contrato o una especificación existente usa ΔE*ab o CIE94, hay que seguir usando esa fórmula. Si solo trasladas el número, el aprobado o suspenso puede invertirse.
- En la industria textil se ha usado durante mucho tiempo la fórmula CMC (l:c). Sea cual sea la fórmula, la regla es anotar junto al número el nombre de la fórmula y las condiciones de referencia (iluminante y observador).
Referencias
- CIE 15:2004 Colorimetry, 3rd edition
- CIE 116-1995 Industrial colour-difference evaluation (CIE94)
- Luo, M. R., Cui, G., Rigg, B. (2001). Color Research & Application 26(5), 340–350
- Sharma, G., Wu, W., Dalal, E. N. (2005). Color Research & Application 30(1), 21–30
- Mahy, M., Van Eycken, L., Oosterlinck, A. (1994). Color Research & Application 19(2), 105–121